JP2002246018A

JP2002246018A - 正極活物質および電池

Info

Publication number: JP2002246018A
Application number: JP2001035547A
Authority: JP
Inventors: Kuniyasu Oya; 邦泰大矢; Naoki Hayashi; 直樹林; Akio Takahashi; 昭夫高橋; Shinichiro Morikawa; 慎一郎森川
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-02-13
Filing date: 2001-02-13
Publication date: 2002-08-30

Abstract

(57)【要約】【課題】電池の重負荷放電特性を向上させることがで
きる正極活物質を提供する。【解決手段】ニッケル亜鉛電池１において、正極部３
は、正極活物質であるベータ型オキシ水酸化ニッケルお
よび金属酸化物と、導電剤である黒鉛粉末とを少なくと
も含む混合粉末を中空円筒状にペレット成形したもので
ある。負極合剤５は、負極活物質である亜鉛と電解液及
び亜鉛と電解液を均一に分散させておくためのゲル化剤
とを少なくとも含むゲル状負極である。ここで金属酸化
物は、酸化銀、銀ニッケル酸化物のいずれか一方または
双方の混合からなる。また、金属酸化物は、ベータ型オ
キシ水酸化ニッケルに対して、０．１〜６．２質量％の
範囲内にある。また、ベータ型オキシ水酸化ニッケル
は、粒子の形状が略球状である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、正極活物質および
この正極活物質を用いる電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器は小型化、ポータブル化
され、アルカリ乾電池等で駆動する商品が増加してきて
いる。このアルカリ乾電池の正極には、二酸化マンガン
が用いられているが導電性が低いため、正極中には導電
性の高い黒鉛等が同時に配合されている。

【０００３】特に最近では、重負荷で駆動する電子機器
が増え、アルカリ乾電池にも、より重負荷放電特性の良
いものが期待されるようになってきたため、正極缶表面
に導電性塗料を塗布し乾燥した後、正極を挿入し、二酸
化マンガンと正極缶との間の導電性を高める手法も用い
られるようになってきた。

【０００４】上記のように二酸化マンガン正極中に高導
電性黒鉛を配合したり、正極缶表面に導電性塗料を塗布
する手法を用いて電池の内部抵抗を下げる方法において
は限界があり、期待されている重負荷放電特性向上効果
が十分得られないという問題があった。このため放電電
位の高いオキシ水酸化ニッケルを用いる方法も提案され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしなから、オキシ
水酸化ニッケルは、放電末期の導電性が悪く、特に重負
荷で放電させた場合の放電容量は、未だ十分と言えるレ
ベルに達していないという問題があった。

【０００６】本発明は、このような課題に鑑みてなされ
たものであり、電池の重負荷放電特性を向上させること
ができる正極活物質、およびこの正極活物質を用いる電
池を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の正極活物質は、
ベータ型オキシ水酸化ニッケルおよび金属酸化物を含む
正極活物質において、上記金属酸化物は、放電により還
元された状態で、導電率が１／１０×１０⁶〜１／１．
６×１０⁶Ｓ・ｃｍ^-1の範囲内にあるものである。

【０００８】上述の金属酸化物は、酸化銀、銀ニッケル
酸化物のいずれか一方または双方の混合からなるもので
あってもよい。また、上述の金属酸化物は、ベータ型オ
キシ水酸化ニッケルに対して、０．１〜６．２質量％の
範囲内にあることが望ましい。また、金属酸化物は、平
均粒径が２〜５０μｍの範囲内にあることが望ましい。

【０００９】上述のベータ型オキシ水酸化ニッケルは、
粒子の形状が略球状であってもよい。また、上述のベー
タ型オキシ水酸化ニッケルの平均粒径は１９〜４０μｍ
の範囲にあることが望ましい。また、上述のベータ型オ
キシ水酸化ニッケルのバルク密度は１．６〜２．２ｇ／
ｃｍ³の範囲にあり、ベータ型オキシ水酸化ニッケルの
タップ密度は２．２〜２．７ｇ／ｃｍ³の範囲にあるこ
とが望ましい。

【００１０】本発明の電池は、正極活物質であるベータ
型オキシ水酸化ニッケルおよび金属酸化物と、導電剤で
ある黒鉛粉末とを少なくとも含む混合粉末を中空円筒状
にペレット成形した正極を外周部に、負極活物質である
亜鉛と電解液及び亜鉛と電解液を均一に分散させておく
ためのゲル化剤とを少なくとも含むゲル状負極を中心部
に配し、正極と負極の間にセパレータを配した、インサ
イドアウト構造であるニッケル電池において、上記金属
酸化物は、放電により還元された状態で、導電率が１／
１０×１０⁶〜１／１．６×１０⁶Ｓ・ｃｍ^-1の範囲内
にあるものである。

【００１１】上述の金属酸化物は、酸化銀、銀ニッケル
酸化物のいずれか一方または双方の混合からなるもので
あってもよい。また、上述の金属酸化物は、ベータ型オ
キシ水酸化ニッケルに対して、０．１〜６．２質量％の
範囲内にあることが望ましい。また、金属酸化物は、平
均粒径が２〜５０μｍの範囲内にあることが望ましい。

【００１２】上述のベータ型オキシ水酸化ニッケルは、
粒子の形状が略球状であってもよい。また、上述のベー
タ型オキシ水酸化ニッケルの平均粒径は１９〜４０μｍ
の範囲にあることが望ましい。また、上述のベータ型オ
キシ水酸化ニッケルのバルク密度は１．６〜２．２ｇ／
ｃｍ³の範囲にあり、ベータ型オキシ水酸化ニッケルの
タップ密度は２．２〜２．７ｇ／ｃｍ³の範囲にあるこ
とが望ましい。

【００１３】本発明の正極活物質および電池によれば、
正極活物質として、ベータ型オキシ水酸化ニッケルのほ
かに、酸化銀、銀ニッケル酸化物などの金属酸化物を用
いているので、電池の放電により正極活物質であるオキ
シ水酸化ニッケルが水酸化ニッケルになりその導電率が
低下する場合であっても、共存する金属酸化物が放電に
より導電率の大きな金属になるので、正極活物質全体で
は所定以上の導電率を維持することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、正極活物質および電池にか
かる発明の実施の形態について説明する。まず、本実施
の形態にかかる電池の構成について説明する。図１は本
実施の形態にかかる電池の一構成例として、ニッケル亜
鉛電池１を示す断面図である。すなわち、このニッケル
亜鉛電池１は、ベータ型オキシ水酸化ニッケル（β−Ｎ
ｉＯＯＨ）および金属酸化物を正極活物質とする正極
と、亜鉛を負極活物質とする負極とを有する電池であ
る。

【００１５】具体的には、このニッケル亜鉛電池１は、
電池缶２と、正極部３と、セパレータ４と、負極合剤５
と、封口部材６と、ワッシャー７と、負極端子板８と、
集電ピン９とを備えている。ここで、電池缶２は、開口
部を有する中空有底円筒状の金属製の缶である。電池缶
２は、例えば鉄にニッケルめっきが施されており、電池
の外部正極端子となる。

【００１６】正極部３は、中空円筒状をしており、正極
活物質であるオキシ水酸化ニッケルおよび金属酸化物
と、導電剤である黒鉛粉末と、電解液である水酸化カリ
ウム水溶液とからなる正極合剤を中空円筒状に成形した
正極ペレット３ａ，３ｂ，３ｃが電池缶２の内部に積層
されている。

【００１７】ここで、正極活物質の利用率を高くするた
めに、正極合剤中に黒鉛粉末が混合されるが、この際の
黒鉛粉末の含有量は正極総重量に対し、４〜８質量％で
あることが好ましい。なお、正極部３を構成するオキシ
水酸化ニッケルおよび金属酸化物については、その具体
的内容を後に述べる。

【００１８】セパレータ４は、中空の有底円筒状をして
おり、正極部３の内側に接するように配される。セパレ
ータ４は、その材料として例えばビニロン不織布、ポリ
オレフィン不織布などが用いられる。

【００１９】負極合剤５は、負極活物質となる亜鉛粉末
と、水酸化カリウム水溶液を使用した電解液と、負極合
剤５をゲル状として亜鉛粉末と電解液を均一に分散させ
ておくためのゲル化剤とからなる。この負極合剤５は、
有底円筒状のセパレータ４の内部に注入されている。

【００２０】そして、正極部３と、負極合剤５が充填さ
れたセパレータ４とが内部に収納された電池缶２の開口
部は、封口部材６がこの開口部を封口するために嵌合さ
れている。封口部材６はプラスチック材からなり、さら
に封口部材６を覆うようにワッシャー７と負極端子板８
とが取り付けられている。

【００２１】さらに、上記ワッシャー７が取り付けられ
た封口部材６の貫通孔には、上方から黄銅製の集電ピン
９が圧入されている。これにより、負極の集電は、負極
端子板８に溶接された釘状の集電ピン９が封口部材６の
中央部に形成された貫通孔に圧入されて、負極合剤に達
することで確保されている。また、正極の集電は、正極
部３と電池缶２とが接続されることで確保される。そし
て、電池缶２の外周面は、図示しない外装ラベルによっ
て覆われており、電池缶２の下部に正極端子が位置して
いる。

【００２２】つぎに、正極活物質であるオキシ水酸化ニ
ッケルおよび金属酸化物について、詳しく説明する。ま
す、オキシ水酸化ニッケルついて説明する。本実施の形
態においては、正極活物質としてオキシ水酸化ニッケ
ル、特にベータ型オキシ水酸化ニッケルを採用する。

【００２３】図２は、本実施の形態にかかる電池の正極
活物質に用いる略球状のベータ型オキシ水酸化ニッケル
（Ａ）と、従来の電池の正極活物質に用いる非球状のベ
ータ型オキシ水酸化ニッケル（Ｂ）を示す図である。こ
こで、図２Ａおよび図２Ｂにおいて、それぞれ上段は本
実施の形態のベータ型オキシ水酸化ニッケル、および従
来のベータ型オキシ水酸化ニッケルの電子顕微鏡写真を
示すものであり、またそれぞれ下段は上段の写真の粒子
の外形をわかりやすいように示したものである。

【００２４】図２Ａからわかるように、本実施の形態に
かかるベータ型オキシ水酸化ニッケルは、粒子の形状が
略球状である。すなわち、粒子の表面は角が取れ比較的
滑らかであり、全体の形状は若干細長いものや若干扁平
に近いものもあるが全体としては略球状を呈している。
これに対して、図２Ｂからわかるように、従来のベータ
型オキシ水酸化ニッケルは、非球状である。

【００２５】本実施の形態で用いる正極活物質である、
ベータ型オキシ水酸化ニッケルは、以下の平均粒径と粒
度分布の範囲内にあることが望ましい。すなわち、ベー
タ型オキシ水酸化ニッケルの平均粒径は、１９〜４０μ
ｍの範囲内にあることが望ましい。また、ベータ型オキ
シ水酸化ニッケルの粒度分布は、５〜８０μｍの範囲内
にあることが望ましい。なお、粒度分布の最小値はふる
い下５％の値であり、粒度分布の最大値はふるい下９５
％の値である。

【００２６】略球状のベータ型オキシ水酸化ニッケルの
タップ（Ｔａｐ）密度とバルク（Ｂｕｌｋ）密度はつぎ
の範囲内にあることが望ましい。すなわち、ベータ型オ
キシ水酸化ニッケルのタップ密度は２．２〜２．７ｇ／
ｃｍ³の範囲にあることが望ましい。また、ベータ型オ
キシ水酸化ニッケルのバルク密度は１．６〜２．２ｇ／
ｃｍ³の範囲にあることが望ましい。

【００２７】なお、タップ密度とバルク密度（「かさ密
度」ともいう）の測定方法はつぎの通りである。すなわ
ち、対象となる粉末を特定の容器に自然落下充填し、こ
の時の質量をＡ（ｇ）、体積をＢ（ｃｍ³）、容器を持
ち上げて容器の底を机などに２００回軽くぶつけた（タ
ッピング）後の体積をＣ（ｃｍ³）とすると以下の式で
定義される。バルク密度＝Ａ／Ｂ（ｇ／ｃｍ³）タップ密度＝Ａ／Ｃ（ｇ／ｃｍ³）

【００２８】つぎに、正極活物質である金属酸化物につ
いて説明する。ここで、この金属酸化物は、放電により
還元された状態で、導電率が１／１０×１０⁶〜１／
１．６×１０⁶Ｓ・ｃｍ^-1の範囲内にあることが望まし
い。

【００２９】つぎに、金属酸化物の一例としての酸化銀
（ＡｇＯ）について説明する。この酸化銀は、ベータ型
オキシ水酸化ニッケルに対して、０．１〜６．２質量％
の範囲内にあることが望ましい。この範囲が望ましい理
由は、実施例のところで詳しく説明する。

【００３０】また、酸化銀は、平均粒径が２〜５０μｍ
の範囲内にあることが望ましい。この理由は、平均粒径
がこの範囲よりも小さすぎても大きすぎても他の酸化物
と均一混合が困難となるからである。

【００３１】なお、金属酸化物は上述の酸化銀に限定さ
れるわけではない。このほか、銀ニッケル酸化物（Ａｇ
ＮｉＯ₂）などを採用することができる。要するに、放
電により還元された状態での導電率が、上述の導電率の
値以上の金属酸化物であればいかなるものも採用するこ
とができる。また、正極活物質としては、上述の条件を
満足する単一の金属酸化物を採用してもよいし、また上
述の条件を満足する複数の金属酸化物を混合したものを
採用してもよい。

【００３２】本実施の形態によれば、正極活物質とし
て、ベータ型オキシ水酸化ニッケルのほかに、酸化銀、
銀ニッケル酸化物などの金属酸化物を用いているので、
電池の放電により正極活物質であるオキシ水酸化ニッケ
ルが水酸化ニッケルになり、その放電末期に導電率が低
下する場合であっても、共存する金属酸化物が放電によ
り導電率の大きな金属になるので、正極活物質全体では
所定以上の導電率を維持することができ、放電末期でも
電池の内部抵抗が上昇せず高い電圧が維持でき、重負荷
放電時に大きな容量を得ることができる。その結果、電
池の重負荷放電特性を向上させることができる。

【００３３】すなわち、本発明者は鋭意研究の結果、正
極活物質としてベータ型オキシ水酸化ニッケルに酸化銀
を添加したものを用いること、好ましくはベータ型オキ
シ水酸化ニッケルに対し、０．１〜６．２質量％の酸化
銀を添加したものを用いることで、１０００ｍＡで放電
させた場合、正極活物質としてベータ型オキシ水酸化ニ
ッケルのみを用いた電池を上回る放電時間が得られるこ
とを確認した。

【００３４】なお、上述の発明の実施の形態では、一次
電池であるニッケル亜鉛電池について説明したが、この
一次電池に限定されるわけではなく、このほか二次電池
であるニッケル亜鉛電池についても、本発明が適用でき
ることはもちろんである。

【００３５】また、上述の発明の実施の形態では、正極
活物質としてその形状が略球状のベータ型オキシ水酸化
ニッケルについて説明したが、ベータ型オキシ水酸化ニ
ッケルはその形状が略球状のものに限定されるわけでは
なく、その他いかなる形状の場合においても、本発明が
適用できることはもちろんである。

【００３６】また、上述の発明の実施の形態では、円筒
形のニッケル亜鉛電池について説明したが、この円筒形
電池に限定されるわけではなく、このほか扁平形など他
の形状のニッケル亜鉛電池についても、本発明が適用で
きることはもちろんである。また、電池サイズは特に限
定されるものではない。

【００３７】また、本発明は上述の実施の形態に限らず
本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採
り得ることはもちろんである。

【００３８】

【実施例】次に、本発明の具体的な実施例について説明
する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるもの
ではないことはもちろんである。最初に、本実施例で作
製したサンプルについて説明する。

【００３９】［実施例１］まず、ベータ型オキシ水酸化
ニッケルを合成する。すなわち、最初に、硫酸ニッケル
または硝酸ニッケルの水溶液に水酸化ナトリウム水溶液
または水酸化カリウム水溶液を加え混合して、不溶性の
水酸化ニッケルを合成する。この後、この水酸化ニッケ
ルを水洗することにより不要な副生塩を除去し、さらに
乾燥する。この工程により得られる水酸化ニッケルは、
粒子の形状が略球状である。

【００４０】つぎに、上述で得られた水酸化ニッケル
を、次亜塩素酸ナトリウムなどの次亜塩素酸塩からなる
酸化剤を含むアルカリ液相中で酸化させ、ベータ型オキ
シ水酸化ニッケルを合成する。この工程により得られる
ベータ型オキシ水酸化ニッケルは、粒子の形状が略球状
である。また、タップ密度は２．５ｇ／ｃｍ³、バルク
密度は２．０ｇ／ｃｍ³、平均粒径は２０μｍ、粒度分
布は５〜７０μｍである。

【００４１】つぎに、上述のベータ型オキシ酸化ニッケ
ルを用いて、単三形のニッケル亜鉛電池の作製した。

【００４２】まず、上述で得られたベータ型オキシ水酸
化ニッケルと、酸化銀と、黒鉛粉末（平均粒径：６μ
ｍ、粒度分布：１〜２５μｍ、灰分０．３質量％以下の
高純度粉末黒鉛）と、水酸化カリウム水溶液（３７質量
％）とを用いて正極合剤を作製した。すなわち、オキシ
水酸化ニッケル８５．９質量％、酸化銀０．１質量％、
黒鉛８質量％、３７％水酸化カリウム水溶液６質量％か
らなる正極合剤を作製した。ここで酸化銀は、ベータ型
オキシ水酸化ニッケルに対して、０．１質量％である。
この正極合剤を同条件で加圧し、中空円筒状に成形する
ことにより正極部を作製した。そして、この正極部を図
１に示すように、電池缶２の内側に挿入した。

【００４３】つぎに、この正極部の内側に、ビニロンの
不織布からなるセパレータを挿入し、１．５ｇの水酸化
カリウム水溶液を注液後、亜鉛粉末、ゲル化剤、水酸化
カリウム水溶液の６５：１：３４の混合物に添加剤を微
量加えて作成した負極合剤５を５ｇ充填した。

【００４４】最後に、電池缶２の開口部を、ワッシャー
７と集合ピン９とが取り付けられた封口部材６により封
口して、インサイドアウト構造である円筒形の単三形ニ
ッケル亜鉛電池１（アルカリ電池）を作製した。

【００４５】［実施例２］正極合剤としてオキシ水酸化
ニッケル８５．５質量％、酸化銀０．５質量％、黒鉛８
質量％、３７％水酸化カリウム水溶液６質量％を用いた
こと以外は、実施例１と同様の製造方法で円筒形アルカ
リ電池を作成した。ここで酸化銀は、ベータ型オキシ水
酸化ニッケルに対して、０．６質量％である。

【００４６】［実施例３］正極合剤としてオキシ水酸化
ニッケル８５質量％、酸化銀１質量％、黒鉛８質量％、
３７％水酸化カリウム水溶液６質量％を用いたこと以外
は、実施例１と同様の製造方法で円筒形アルカリ電池を
作成した。ここで酸化銀は、ベータ型オキシ水酸化ニッ
ケルに対して、１．２質量％である。

【００４７】［実施例４］正極合剤としてオキシ水酸化
ニッケル８１質量％、酸化銀５質量％、黒鉛８質量％、
３７％水酸化カリウム水溶液６質量％を用いたこと以外
は、実施例１と同様の製造方法で円筒形アルカリ電池を
作成した。ここで酸化銀は、ベータ型オキシ水酸化ニッ
ケルに対して、６．２質量％である。

【００４８】［比較例１］正極合剤としてオキシ水酸化
ニッケル７６質量％、酸化銀１０質量％、黒鉛８質量
％、３７％水酸化カリウム水溶液６質量％を用いたこと
以外は、実施例１と同様の製造方法で円筒形アルカリ電
池を作成した。ここで酸化銀は、ベータ型オキシ水酸化
ニッケルに対して、１３．２質量％である。

【００４９】［比較例２］正極合剤としてオキシ水酸化
ニッケル８６質量％、黒鉛８質量％、３７％水酸化カリ
ウム水溶液６質量％を用いたこと以外は、実施例１と同
様の製造方法で円筒形アルカリ電池を作成した。

【００５０】以上のようにして、実施例１〜４および比
較例１〜２の電池をそれぞれ２０個づつ作成した。そし
て本発明の効果を確認するために、初度並びに保存試験
として６０℃２０日保存後に、それぞれ１０個づつ、こ
れら電池を１０００ｍＡの定電流で放電し、それぞれ
０．９Ｖまでの放電時間を測定した。表１に放電時間の
平均値を示す。

【００５１】

【表１】

【００５２】表１において、比較例２、すなわち正極活
物質としてベータ型オキシ水酸化ニッケルのみを使用し
た場合と、実施例１、すなわち正極活物質としてベータ
型オキシ水酸化ニッケル８５．９質量％と、酸化銀を
０．１質量％（ベータ型オキシ水酸化ニッケルに対して
０．１質量％）添加したものを使用した場合を比較して
みる。ここで、放電時間は、初度においては比較例２が
４８分であるのに対して実施例１は５０分と長くなって
いる。また、６０℃２０日保存後においても比較例２が
４０分であるのに対して実施例１は４２分と長くなって
いる。

【００５３】つぎに、比較例２と、実施例２、すなわち
正極活物質としてベータ型オキシ水酸化ニッケル８５．
５質量％と、酸化銀を０．５質量％（ベータ型オキシ水
酸化ニッケルに対して０．６質量％）添加したものを使
用した場合を比較してみる。ここで、放電時間は、初度
においては比較例２が４８分であるのに対して実施例２
は５０分と長くなっている。また、６０℃２０日保存後
においても比較例２が４０分であるのに対して実施例２
は４２分と長くなっている。

【００５４】つぎに、比較例２と、実施例３、すなわち
正極活物質としてベータ型オキシ水酸化ニッケル８５質
量％と、酸化銀を１質量％（ベータ型オキシ水酸化ニッ
ケルに対して１．２質量％）添加したものを使用した場
合を比較してみる。ここで、放電時間は、初度において
は比較例２が４８分であるのに対して実施例３は５３分
と長くなっている。また、６０℃２０日保存後において
も比較例２が４０分であるのに対して実施例３は４３分
と長くなっている。

【００５５】つぎに、比較例２と、実施例４、すなわち
正極活物質としてベータ型オキシ水酸化ニッケル８１質
量％と、酸化銀を５質量％（ベータ型オキシ水酸化ニッ
ケルに対して６．２質量％）添加したものを使用した場
合を比較してみる。ここで、放電時間は、初度において
は比較例２が４８分であるのに対して実施例４は５３分
と長くなっている。また、６０℃２０日保存後において
も比較例２が４０分であるのに対して実施例３は４３分
と長くなっている。

【００５６】つぎに、比較例２と、比較例１、すなわち
正極活物質としてベータ型オキシ水酸化ニッケル７６質
量％と、酸化銀を１０質量％（ベータ型オキシ水酸化ニ
ッケルに対して１３．２質量％）添加したものを使用し
た場合を比較してみる。ここで、放電時間は、初度にお
いては比較例２が４８分であるのに対して比較例１は５
３分と長くなっている。しかし、６０℃２０日保存後に
おいては比較例２が４０分であるのに対して比較例１は
３５分と短くなっている。

【００５７】表１から明らかなように実施例１〜４およ
び比較例１の電池は、初度放電時では、酸化銀が添加さ
れていない比較例２の電池より長い放電時間が得られ
た。保存後の放電でも同様の傾向にあるが、酸化銀を１
０質量％（ベータ型オキシ水酸化ニッケルに対して１
３．２質量％）まで添加した比較例１の電池は、酸化銀
が保存中にアルカリ溶液中に溶け出し、保存劣化が大き
くなってしまった。これらのことから、酸化銀は、ベー
タ型オキシ水酸化ニッケルに対して、０．１〜６．２質
量％の範囲内にあることが望ましいことがわかる。

【００５８】以上のことから、本実施例によれば、本発
明の電池は、正極の活物質としてベータ型オキシ水酸化
ニッケルと酸化銀を用いることを特徴とする。酸化銀
は、放電すると極めて導電性の高い銀に変わるので、放
電すると導電性が悪くなるベータ型オキシ水酸化ニッケ
ルの短所を補うことができ、優れた重負荷放電特性を有
する電池を提供することができる。こうしたことから正
極にベータ型オキシ水酸化ニッケルを用いた電池におい
て、正極中に酸化銀を添加することで放電特性が向上す
ることが確認できた。

【００５９】

【発明の効果】本発明は、以下に記載されるような効果
を奏する。正極活物質として、ベータ型オキシ水酸化ニ
ッケルのほかに、酸化銀、銀ニッケル酸化物などの金属
酸化物を用いているので、電池の重負荷放電特性を向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る電池の一構成例を示す縦断
面図である。

【図２】本実施の形態にかかる略球状のベータ型オキシ
水酸化ニッケル（Ａ）と、従来の非球状のベータ型オキ
シ水酸化ニッケル（Ｂ）を示す図である。

【符号の説明】

１‥‥ニッケル亜鉛電池、２‥‥電池缶、３‥‥正極
部、４‥‥セパレータ、５‥‥負極合剤、６‥‥封口部
材、７‥‥ワッシャー、８‥‥負極端子板、９‥‥集電
ピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｍ 10/30 Ｈ０１Ｍ 10/30 Ｚ (72)発明者高橋昭夫福島県安達郡本宮町字樋ノ口２番地ソニー福島株式会社内 (72)発明者森川慎一郎東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内Ｆターム(参考） 5H024 AA02 AA14 CC02 DD17 EE00 EE06 FF31 HH01 HH04 HH13 5H028 AA05 EE00 EE05 HH01 HH05 HH10 5H050 AA00 AA08 BA04 BA11 CA00 CA03 CB13 DA00 DA02 DA10 EA05 FA07 FA17 HA02 HA05 HA08 HA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベータ型オキシ水酸化ニッケルおよび金
属酸化物を含む正極活物質において、上記金属酸化物
は、放電により還元された状態で、導電率が１／１０×
１０⁶〜１／１．６×１０⁶Ｓ・ｃｍ^-1の範囲内にある
ことを特徴とする正極活物質。
【請求項２】金属酸化物は、酸化銀、銀ニッケル酸化
物のいずれか一方または双方の混合からなることを特徴
とする請求項１記載の正極活物質。
【請求項３】金属酸化物は、酸化銀からなることを特
徴とする請求項１記載の正極活物質。
【請求項４】金属酸化物は、ベータ型オキシ水酸化ニ
ッケルに対して、０．１〜６．２質量％の範囲内にある
ことを特徴とする請求項１記載の正極活物質。
【請求項５】金属酸化物は、ベータ型オキシ水酸化ニ
ッケルに対して、０．１〜６．２質量％の範囲内にある
ことを特徴とする請求項２記載の正極活物質。
【請求項６】金属酸化物は、ベータ型オキシ水酸化ニ
ッケルに対して、０．１〜６．２質量％の範囲内にある
ことを特徴とする請求項３記載の正極活物質。
【請求項７】金属酸化物は、平均粒径が２〜５０μｍ
の範囲内にあることを特徴とする請求項１記載の正極活
物質。
【請求項８】金属酸化物は、平均粒径が２〜５０μｍ
の範囲内にあることを特徴とする請求項２記載の正極活
物質。
【請求項９】金属酸化物は、平均粒径が２〜５０μｍ
の範囲内にあることを特徴とする請求項３記載の正極活
物質。
【請求項１０】金属酸化物は、平均粒径が２〜５０μ
ｍの範囲内にあることを特徴とする請求項６記載の正極
活物質。
【請求項１１】ベータ型オキシ水酸化ニッケルは、粒
子の形状が略球状であることを特徴とする請求項１記載
の正極活物質。
【請求項１２】ベータ型オキシ水酸化ニッケルは、粒
子の形状が略球状であることを特徴とする請求項２記載
の正極活物質。
【請求項１３】ベータ型オキシ水酸化ニッケルは、粒
子の形状が略球状であることを特徴とする請求項３記載
の正極活物質。
【請求項１４】ベータ型オキシ水酸化ニッケルは、粒
子の形状が略球状であることを特徴とする請求項６記載
の正極活物質。
【請求項１５】ベータ型オキシ水酸化ニッケルは、粒
子の形状が略球状であることを特徴とする請求項１０記
載の正極活物質。
【請求項１６】ベータ型オキシ水酸化ニッケルの平均
粒径は１９〜４０μｍの範囲にあることを特徴とする請
求項１５記載の正極活物質。
【請求項１７】ベータ型オキシ水酸化ニッケルのバル
ク密度は１．６〜２．２ｇ／ｃｍ³の範囲にあり、ベー
タ型オキシ水酸化ニッケルのタップ密度は２．２〜２．
７ｇ／ｃｍ³の範囲にあることを特徴とする請求項１５
記載の正極活物質。
【請求項１８】ベータ型オキシ水酸化ニッケルのバル
ク密度は１．６〜２．２ｇ／ｃｍ³の範囲にあり、ベー
タ型オキシ水酸化ニッケルのタップ密度は２．２〜２．
７ｇ／ｃｍ³の範囲にあることを特徴とする請求項１６
記載の正極活物質。
【請求項１９】正極活物質であるベータ型オキシ水酸
化ニッケルおよび金属酸化物と、導電剤である黒鉛粉末
とを少なくとも含む混合粉末を中空円筒状にペレット成
形した正極を外周部に、負極活物質である亜鉛と電解液
及び亜鉛と電解液を均一に分散させておくためのゲル化
剤とを少なくとも含むゲル状負極を中心部に配し、正極
と負極の間にセパレータを配した、インサイドアウト構
造であるニッケル電池において、上記金属酸化物は、放電により還元された状態で、導電
率が１／１０×１０⁶〜１／１．６×１０⁶Ｓ・ｃｍ^-1
の範囲にあることを特徴とする電池。
【請求項２０】金属酸化物は、酸化銀、銀ニッケル酸化
物のいずれか一方または双方の混合からなることを特徴
とする請求項１９記載の電池。
【請求項２１】金属酸化物は、酸化銀からなることを
特徴とする請求項１９記載の電池。
【請求項２２】金属酸化物は、ベータ型オキシ水酸化
ニッケルに対して、０．１〜６．２質量％の範囲内にあ
ることを特徴とする請求項１９記載の電池。
【請求項２３】金属酸化物は、ベータ型オキシ水酸化
ニッケルに対して、０．１〜６．２質量％の範囲内にあ
ることを特徴とする請求項２０記載の電池。
【請求項２４】金属酸化物は、ベータ型オキシ水酸化
ニッケルに対して、０．１〜６．２質量％の範囲内にあ
ることを特徴とする請求項２１記載の電池。
【請求項２５】金属酸化物は、平均粒径が２〜５０μ
ｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１９記載の電
池。
【請求項２６】金属酸化物は、平均粒径が２〜５０μ
ｍの範囲内にあることを特徴とする請求項２０記載の電
池。
【請求項２７】金属酸化物は、平均粒径が２〜５０μ
ｍの範囲内にあることを特徴とする請求項２１記載の電
池。
【請求項２８】金属酸化物は、平均粒径が２〜５０μ
ｍの範囲内にあることを特徴とする請求項２４記載の電
池。
【請求項２９】ベータ型オキシ水酸化ニッケルは、粒
子の形状が略球状であることを特徴とする請求項１９記
載の電池。
【請求項３０】ベータ型オキシ水酸化ニッケルは、粒
子の形状が略球状であることを特徴とする請求項２０記
載の電池。
【請求項３１】ベータ型オキシ水酸化ニッケルは、粒
子の形状が略球状であることを特徴とする請求項２１記
載の電池。
【請求項３２】ベータ型オキシ水酸化ニッケルは、粒
子の形状が略球状であることを特徴とする請求項２４記
載の電池。
【請求項３３】ベータ型オキシ水酸化ニッケルは、粒
子の形状が略球状であることを特徴とする請求項２８記
載の電池。
【請求項３４】ベータ型オキシ水酸化ニッケルの平均
粒径は１９〜４０μｍの範囲にあることを特徴とする請
求項３３記載の電池。
【請求項３５】ベータ型オキシ水酸化ニッケルのバル
ク密度は１．６〜２．２ｇ／ｃｍ³の範囲にあり、ベー
タ型オキシ水酸化ニッケルのタップ密度は２．２〜２．
７ｇ／ｃｍ³の範囲にあることを特徴とする請求項３３
記載の電池。
【請求項３６】ベータ型オキシ水酸化ニッケルのバル
ク密度は１．６〜２．２ｇ／ｃｍ³の範囲にあり、ベー
タ型オキシ水酸化ニッケルのタップ密度は２．２〜２．
７ｇ／ｃｍ³の範囲にあることを特徴とする請求項３４
記載の電池。